结构力学仿真软件：ANSYS：高级网格划分技术教程.pdf
结构力学仿真软件：ANSYS：高级网格划分技术教程
1ANSYS网格划分基础
1.11网格划分的重要性
网格划分是有限元分析(FEA)中的关键步骤，它将复杂的几何结构分解为许
多小的、简单的单元，以便进行数值计算。在ANSYS中，网格的质量直接影响
到仿真结果的准确性和计算效率。高质量的网格可以确保分析的精度，而低质
量的网格则可能导致错误的结果或计算失败。因此，理解网格划分的重要性，
并掌握如何在ANSYS中创建合适的网格，是进行有效结构力学仿真分析的前提。
1.22ANSYS网格划分工具介绍
ANSYS提供了强大的网格划分工具，包括：
Meshing模块：这是ANSYSWorkbench中的一个独立模块，用于
创建和编辑网格。它支持多种网格类型，如四面体、六面体、楔形体和
四边形等，并提供了自动和手动网格划分功能。
SpaceClaim：作为ANSYSWorkbench的一部分，SpaceClaim是一
个直观的3D建模工具，它也支持网格划分，特别适合于处理复杂的几
何结构。
ANSYSMechanicalAPDL：在APDL环境中，用户可以通过命令流
来控制网格划分，这为高级用户提供了更精细的控制。
1.2.12.1Meshing模块示例
假设我们有一个简单的立方体模型，需要在ANSYSMeshing中进行网格划
分。
1.打开ANSYSMeshing：启动ANSYSWorkbench，选择Meshing模块。
2.导入几何模型：使用FileImportGeometry命令导入立方体模型。
3.选择网格类型：在Mesh面板中，选择Tetrahedron作为网格类型。
4.设置网格尺寸：在Sizing面板中，可以设置全局网格尺寸或局部
细化网格尺寸。例如，设置全局网格尺寸为0.1。
5.生成网格：点击Mesh按钮，软件将自动进行网格划分。
6.检查网格质量：使用Quality面板检查生成的网格质量，确保没有
低质量的单元。
#ANSYSMeshingPythonAPI示例
#假设已经启动了ANSYSMeshing并导入了模型
#设置全局网格尺寸
ansys_meshing.set_global_size(0.1)
1
#选择四面体网格类型
ansys_meshing.set_element_type(Tetrahedron)
#生成网格
ansys_meshing.generate_mesh()
#检查网格质量
quality_report=ansys_meshing.check_mesh_quality()
print(quality_report)
1.33网格类型与选择
ANSYS支持多种网格类型，每种类型都有其适用场景：
四面体网格：适用于复杂几何结构，易于生成，但可能在某些情
况下导致计算效率较低。
六面体网格：提供更高的计算效率和精度，但生成过程可能更复
杂，需要更多的人工干预。
楔形体网格：适用于模型中的棱角或边界层区域，可以提高这些
区域的计算精度。
四边形网格：在2D分析中常用，提供良好的计算效率和精度。
选择网格类型时，应考虑模型的几何复杂性、分析类型、计算资源和所需
精度。例如，对于流体动力学分析，六面体网格通常优于四面体网格；而对于
复杂几何结构的结构分析，四面体网格可能更为合适。
1.3.13.1选择网格类型的策略
1.初步分析：使用自动网格划分和四面体网格进行初步分析，以快
速获得结果概览。
2.细化网格：根据初步分析的结果，对关键区域进行网格细化，提
高计算精度。
3.六面体网格：对于规则几何结构，尝试使用六面体网格，以提高
计算效率和结果精度。